Ob in Automatisierungsanlagen, Greifern oder Sensoren: Magnetsysteme müssen auch unter hohen mechanischen und thermischen Belastungen zuverlässig funktionieren. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Klebetechnologie. Sie verbindet Magnete dauerhaft mit Stahltöpfen, Polschuhen oder Gehäusen aus Edelstahl, Kunststoff und Messing.

Bei der BRUGGER Magnetsysteme GmbH ist das Kleben deshalb weit mehr als ein einfacher Montageschritt. Erst das präzise Zusammenspiel von Werkstoffen, Oberflächenvorbereitung, Klebespalt, Dosierung, Positionierung und Aushärtung schafft eine belastbare Verbindung. Je nach Geometrie, Stückzahl und technischen Anforderungen verarbeitet BRUGGER die Klebstoffe in manufakturähnlicher Handarbeit, mithilfe eines Kleberoboters oder in einem automatisierten Vergussprozess.

Warum werden Magnete geklebt?

Magnete können grundsätzlich auch geklemmt, verschraubt oder auf andere Weise mechanisch befestigt werden. Das Kleben bietet jedoch mehrere konstruktive und fertigungstechnische Vorteile. Da keine Bohrungen notwendig sind, entstehen im Bauteil keine zusätzlichen Schwachstellen. Gleichzeitig entfallen Arbeitsschritte wie das Bohren und Entgraten.

Ein weiterer Vorteil ist die großflächige Verbindung. Während Schrauben und andere mechanische Befestigungselemente Platz beanspruchen und Kräfte punktuell übertragen, kann ein Klebstoff die vorhandene Fügefläche nahezu vollständig nutzen. Dadurch lassen sich Belastungen gleichmäßiger auf die verbundenen Bauteile verteilen.

Bei Magnetsystemen von BRUGGER übernimmt die Klebeverbindung häufig mehr als die reine Fixierung der Magnetpille im Stahltopf.

Abhängig von Produkt und Konstruktion kann sie zusätzlich:

• Spalte ausgleichen,

• Schwingungen und Stöße dämpfen,

• die Fügestelle abdichten,

• vor Korrosion schützen und

• das Eindringen von Schmutz verhindern.

Bei einigen Magnetsystemen werden die Haftfläche oder vorhandene Spalte zusätzlich mit Klebstoff beziehungsweise Vergussmaterial überdeckt. Dadurch entstehen geschlossene Oberflächen, in denen sich weniger Schmutz ablagern kann.

Welcher Klebstoff eignet sich für ein Magnetsystem?

Den einen universellen Klebstoff für alle Magnetsysteme gibt es nicht. Seine Auswahl hängt unter anderem von der Magnetart, der Oberfläche des Gehäuses, dem Klebespalt und den späteren Einsatzbedingungen ab.

BRUGGER verarbeitet beispielsweise Magnete aus Ferrit, Neodym-Eisen-Bor (NdFeB), Samarium-Cobalt (SmCo) und Aluminium-Nickel-Cobalt (AlNiCo). Als Gegenstücke kommen unter anderem Stahltöpfe, Edelstahl- und Messinggehäuse sowie Kunststoffschalen infrage. Jede dieser Materialkombinationen stellt andere Anforderungen an die Klebetechnologie.

Für wiederkehrende Aufgaben hält BRUGGER 16 unterschiedliche Klebstoffe für verschiedene Standardanwendungen bereit. Mithilfe einer Einsatztabelle mit technischen Spezifikationen wird entschieden, welches System für die jeweilige Aufgabe geeignet ist. Häufig kommen Zweikomponenten-Epoxidharze und anaerobe Klebstoffe zum Einsatz. Für bestimmte Anwendungen verwendet BRUGGER außerdem Cyanacrylate, also schnell aushärtende Klebstoffe, oder strahlenhärtende Klebstoffe.

„2K“ steht für „zwei Komponenten“: Harz und Härter werden in einem definierten Verhältnis zusammengeführt. Durch das Vermischen beginnt die chemische Reaktion und damit die Aushärtung. Bei neuen oder besonders anspruchsvollen Aufgaben reicht die Auswahl anhand vorhandener Erfahrungswerte jedoch nicht immer aus. In diesen Fällen untersucht BRUGGER weitere Klebstoffsysteme und prüft sie in anwendungsspezifischen Versuchsreihen.

Temperatur, Vibration und Umwelteinflüsse

Magnetsysteme von BRUGGER kommen in sehr unterschiedlichen Bereichen zum Einsatz – beispielsweise in Automationen und Anlagen, in Greifsystemen oder in Sensoranwendungen. Entsprechend vielfältig sind die Belastungen, denen die Klebeverbindungen standhalten müssen.

Neben Zug- und Scherkräften können Stöße, Vibrationen und zyklische Belastungen auftreten. Hinzu kommen mögliche Einflüsse durch Spritzwasser, Feuchtigkeit, Öle oder Chemikalien. Bei Außenanwendungen kann auch eine Belastung durch Salznebel relevant sein.

Besonders wichtig ist die Temperaturbeständigkeit. Viele industriell eingesetzte Polymere und Epoxidharzsysteme können – abhängig vom konkreten Produkt und der Anwendung – für Temperaturbereiche bis etwa 280 °C ausgelegt sein. Für extreme thermische Anforderungen stehen anorganische Hochtemperaturklebstoffe zur Verfügung. Andere Systeme härten zement- beziehungsweise keramikähnlich aus und können je nach Ausführung Temperaturen von bis zu 1.000 °C standhalten.

Nicht nur die maximale Temperatur ist entscheidend. Auch wiederholte Temperaturwechsel können die Verbindung belasten, da sich Magnet, Gehäuse und Klebstoff unterschiedlich stark ausdehnen. BRUGGER beurteilt die Eignung eines Klebstoffs deshalb anhand der gesamten Anwendung und nicht allein anhand eines einzelnen Temperaturwerts.

Die Oberfläche entscheidet über die Haftung

Eine leistungsfähige Klebeverbindung setzt sorgfältig vorbereitete Oberflächen voraus. Die Fügeteile müssen sauber, trocken und frei von Fett, Öl, Staub und Trennmittelrückständen sein. Verunreinigungen können verhindern, dass der Klebstoff die Oberfläche gleichmäßig benetzt und zuverlässig an ihr haftet.

Hinzu kommt, dass Magnete häufig mit metallischen oder organischen Schutzschichten versehen sind. Insbesondere NdFeB-Magnete benötigen wegen ihrer Korrosionsempfindlichkeit in vielen Fällen eine Beschichtung. Auch Stahltöpfe und Polschuhe können roh, verzinkt, beschichtet oder anderweitig behandelt sein. Der Klebstoff muss deshalb nicht nur zum Grundwerkstoff, sondern ebenso zur tatsächlich vorhandenen Oberfläche passen.

Abhängig von der Materialkombination werden die Bauteile bei BRUGGER gereinigt, entfettet, aufgeraut oder mit einem geeigneten Verfahren vorbehandelt. Erst danach beginnt der eigentliche Klebeprozess.

Klebespalt, Dosierung und Positionierung

Der Klebespalt definiert die Schichtdicke des Klebstoffs. Seine Geometrie beeinflusst sowohl die benötigte Klebstoffmenge als auch die mechanischen Eigenschaften der Verbindung. Gleichzeitig muss der Spalt so ausgelegt sein, dass er die magnetische Funktion des Systems nicht unnötig beeinträchtigt.

In der hauseigenen Montage von BRUGGER wird deshalb auf einen gleichmäßigen Abstand zwischen Magnet und Stahltopf geachtet. Polschuhe können beispielsweise mithilfe von Handhebelpressen eingebracht werden, um sie präzise auszurichten und kontrolliert zu fixieren. Bis zur ausreichenden Aushärtung darf sich die Position der Fügeteile nicht verändern.

Auch die Dosierung muss exakt auf den vorgesehenen Klebespalt abgestimmt sein. Zu viel Klebstoff kann aus der Fügestelle herausgedrückt werden, Bauteilmaße verändern und – abhängig vom Klebstoffsystem und von der Schichtdicke – die Aushärtung beeinträchtigen. Bei zu wenig Klebstoff werden die Oberflächen möglicherweise nicht vollständig benetzt. Es können Hohlräume und unzureichend verbundene Bereiche entstehen, welche die Tragfähigkeit reduzieren.

Eine zusätzliche Herausforderung sind die Kräfte bereits magnetisierter Bauteile. Sie können den Magneten während der Montage aus seiner vorgesehenen Position ziehen. BRUGGER verwendet daher geeignete unmagnetische Werkzeuge sowie mechanische Führungen und Vorrichtungen. Wo es der Herstellungsprozess erlaubt, werden die Magnete zunächst unmagnetisiert verklebt. Erst nach dem vollständigen Aushärten des Klebstoffs wird das fertige Magnetsystem magnetisiert.

Handarbeit oder Kleberoboter?

Manuelles Kleben und automatisierte Dosierung sind bei BRUGGER keine konkurrierenden Verfahren. Beide haben abhängig von Produkt, Geometrie und Stückzahl ihre Berechtigung.

Die manufakturähnliche Handarbeit bietet Vorteile, wenn Flexibilität wichtiger ist als maximale Geschwindigkeit und Wiederholgenauigkeit. Das gilt insbesondere bei kleinen Stückzahlen, häufig wechselnden Varianten oder speziellen Geometrien. Erfahrene Mitarbeiter können den Prozess flexibel an die jeweilige Baugruppe anpassen und individuelle Lösungen umsetzen.

Bei hohen Stückzahlen sowie hohen Anforderungen an Präzision und Taktzeit kommt bei BRUGGER ein Kleberoboter zum Einsatz. Er steuert unter anderem:

• die Auftragsmenge,

• das Mischungsverhältnis von 2K-Klebstoffen,

• die Dosier- und Bahngeschwindigkeit,

• die Positionierung der Fügeteile und

• den Anstellwinkel des Dosierwerkzeugs.

Volumetrische Dosiersysteme ermöglichen eine konstante und reproduzierbare Klebstoffmenge bis in den Milligrammbereich. Dadurch lässt sich die vorgesehene Schichtstärke über viele Bauteile hinweg zuverlässig einhalten. Die Automatisierung erhöht somit nicht nur die Verarbeitungsgeschwindigkeit, sondern vor allem die Prozessstabilität und Wiederholgenauigkeit.

Einige Magnetsysteme werden bei BRUGGER außerdem automatisiert vergossen. Der Verguss kann Bauteile fixieren, Spalte schließen und die Baugruppe vor Feuchtigkeit, Schmutz oder anderen Umgebungseinflüssen schützen. Auch hierbei müssen Materialmenge, Positionierung und Aushärtung exakt auf die jeweilige Konstruktion abgestimmt sein.

Unterschiedliche Wege zur Aushärtung

Wie ein Klebstoff aushärtet, wird durch seine chemische Technologie bestimmt. Bei 2K-Systemen beginnt die Reaktion nach dem Zusammenführen und Vermischen der beiden Komponenten. Viele dieser Klebstoffe können bei Raumtemperatur aushärten. Anaerobe Klebstoffe reagieren dagegen typischerweise unter Luftabschluss und in Kontakt mit geeigneten metallischen Oberflächen.

Andere Spezialklebstoffe werden durch Luftfeuchtigkeit oder UV-Licht aktiviert. Eine gezielte Wärmezufuhr kann die Aushärtung bestimmter Systeme deutlich beschleunigen. Anorganische Hochtemperaturklebstoffe benötigen teilweise ein definiertes thermisches Einbrennen. Manche Klebstoffe werden bei über 100 °C im Ofen ausgehärtet, um die erforderliche Vernetzung und Hitzebeständigkeit zu erreichen.

Die Aushärtung ist damit kein bloßer Warteprozess, sondern ein technisch festgelegter Fertigungsschritt. Temperatur, Zeit und Umgebungsbedingungen werden bei BRUGGER passend zum jeweiligen Klebstoffsystem definiert.

Wie prüft BRUGGER die Qualität der Verklebung?

Ob eine Klebeverbindung langfristig zuverlässig funktioniert, lässt sich nicht allein durch eine Sichtkontrolle beurteilen. Deshalb untersucht BRUGGER neue oder besonders anspruchsvolle Verbindungen in hauseigenen Prüfvorrichtungen. Die Testreihen können sich über Zeiträume von bis zu einem Jahr erstrecken.

Bei einer Druckscherprüfung wird die maximale statische Festigkeit der Verbindung ermittelt. Die Ergebnisse geben außerdem Hinweise darauf, ob Klebespalt und Oberflächenvorbehandlung geeignet gewählt wurden.

Ein dynamischer Schlagtest auf einer Exzenterpresse simuliert zyklische Schockbelastungen. Er zeigt, wie schlagzäh oder spröde sich der verwendete Klebstoff unter wiederholter Beanspruchung verhält. Ergänzend untersuchen Langzeittests die Alterungsbeständigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber Klima, Feuchtigkeit und Temperaturwechseln.

Diese Prüfungen sind insbesondere bei neuen Materialkombinationen oder Spezialanwendungen wichtig. Denn die technische Eignung eines Klebstoffs ergibt sich nicht allein aus seinem Datenblatt. Entscheidend ist sein Verhalten innerhalb der konkreten Bauteilgeometrie und unter realistischen Einsatzbedingungen.

Präzises Dosieren spart Ressourcen

Ein kontrollierter Klebeprozess verbessert nicht nur die Qualität, sondern reduziert auch den Materialverbrauch. Wird die benötigte Klebstoffmenge exakt dosiert, entstehen weniger Überschuss und weniger Ausschuss. Unvermeidbare Produktionsabfälle werden bei BRUGGER erfasst und fachgerecht entsorgt.

Bei der Auswahl der Klebstoffe setzt das Unternehmen zudem gezielt auf gesundheitlich möglichst unbedenkliche und geruchsarme Systeme. Nachhaltiges Kleben verbindet bei BRUGGER damit Arbeitsschutz, Ressourceneffizienz und Prozesssicherheit.

Fazit: Bei BRUGGER zählt der gesamte Klebeprozess

Eine zuverlässige Magnetverklebung entsteht nicht allein durch die Wahl eines leistungsfähigen Klebstoffs. Entscheidend ist ein abgestimmter Gesamtprozess: Die Magnetart und ihre Beschichtung müssen ebenso berücksichtigt werden wie das Gehäusematerial, die Oberflächenvorbereitung, der Klebespalt und die späteren Belastungen.

Präzise Montageverfahren verhindern, dass sich Magnete und Polschuhe während der Aushärtung verschieben. Bei hohen Stückzahlen sorgen Kleberoboter für eine reproduzierbare Dosierung und Positionierung. Bei Kleinserien und Sondergeometrien bietet die manuelle Verarbeitung die notwendige Flexibilität.

Die Verbindung aus langjährigem Anwendungswissen, eigener Montage, automatisierter Dosiertechnik und umfangreichen Prüfverfahren ermöglicht es der BRUGGER Magnetsysteme GmbH, Klebeprozesse gezielt an die Anforderungen des jeweiligen Magnetsystems anzupassen.